JP4505105B2 - Shield tunnel lining method and lining structure thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル覆工方法およびその覆工構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、シールド工法では、主として、土水圧に抵抗する一次覆工構造として、鋼製セグメント・もしくは合成セグメントを現場でリング状に組立てて、その内側に防食・防火・止水・美観等の目的のために必要に応じて現場打ちコンクリート等で二次覆工を施して、トンネル覆工構造を構築していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
シールド工法では、これまで設計や施工の技術の進歩により、様々なトンネルに適用されており、様々な断面形状のトンネルや、大断面のトンネル等が構築されている。しかし、トンネル断面の大型化、断面形状の複雑化にしたがって、トンネル覆工に作用する断面力が増大し、トンネルの一次覆工構造を構築するセグメントの大型化、重量増大を招き、輸送性、搬送性、施工性の低下、重機の大型化等の問題や、それに伴う建設コストアップが問題となっている。
【0004】
とくに、従来施工法の場合には、鋼製セグメントまたは合成セグメントで一次覆工を築造した後に、さらに、表面仕上げのための新たな二次覆工を設ける必要があるので、前述の問題に加えて、施工が煩雑になると共に、施工期間が長くなり、しかも施工コストも高くなるという問題がある。
【0005】
本発明は、前記従来の問題点を解決したもので、トンネルが大型化、複雑化しても、当該トンネル覆工構造の主要素であるセグメントが、大型化、複雑化せず、かつ施工性が向上できるトンネル覆工方法および、そのトンネル覆工構造を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明は次のように構成する。
【0007】
第1の発明は、セグメントを覆工内面に構築して施工するシールドトンネルの覆工方法において、鋼製セグメントをトンネル掘進時にトンネル掘削断面形状に沿って多数直列に配置して仮設用覆工体として使用すると共に、トンネル内空側にフランジ材を付加し、前記鋼製セグメントと前記フランジ材がウェブ材により連結されることによって鋼構造の本設トンネルの覆工体を構築することを特徴とする。
【0008】
第2の発明は、第1発明のシールドトンネル覆工方法を実施することによって構築されるシールドトンネル覆工構造を特徴とする。
【0009】
第3の発明は、第2発明のシールドトンネル覆工構造において、前記本設トンネルの覆工構造の一部として使用されるスチール製の仮設用セグメントを特徴とする。
【0010】
第4の発明は、第1または第2発明における本設トンネルの覆工体が、トラス構造であり、仮設部を兼ねる前記鋼製セグメントおよびフランジ材が弦材として構成される本設トンネルの覆工構造を特徴とする。
【0011】
第5の発明は、第1または第2発明における本設トンネルの覆工体が、鋼−コンクリート合成構造であり、前記鋼製セグメントおよびフランジ材が主補強鋼材として構成され、ウェブ材がせん断主補強鋼材として構成される本設トンネルの覆工構造を特徴とする。
【0012】
第6の発明は、第5発明における本設トンネルの覆工体の鋼−コンクリート合成構造の圧縮主補強鋼材同士が、支圧接合により連結されているシールドトンネル覆工構造を特徴とする。
【0013】
前記本発明によれば、施工時にあっては、仮設用覆工体であり、施工完成後にあっては、フランジ材と組合わさって本設トンネル覆工体を構成する鋼製セグメントと、前記フランジ材との組合わせにより、大断面トンネルの覆工構造の構築にあっても、セグメントの大型化を可及的低く抑えることができると共に、構造を簡潔化し、かつ施工性を向上できる。また、セグメントを合成構造とすることで、強度が一層向上し、さらに覆工体をトラス構造とし、また、フランジ材や、ウェブ材を主補強鋼材で構成することで、覆工構造がより高強度にできる。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図を参照して詳細に説明する。図1〜図3は、図8に示す鋼製セグメントと図9に示す内側弦材ユニット(請求項では、フランジ材という)をウェブ部材で結合しながら、トンネル覆工方法を実施する工程を示す一部縦断正面図で、図1は、外側弦材(セグメントのスキンプレート)を組立てると共に、支柱を配置した状態を示す。図2は、外側弦材の内側に内側弦材を組立てた状態示し、図3は、外側弦材の内側に内側弦材を組立てると共に、コンクリートを打設して合成覆工構造とした状態を示す。
【0015】
図4〜図7は、図3に示す合成覆工構造の各部の拡大断面図である。また、図8と図9は、前記合成覆工構造に用いる鋼製セグメントと、内側弦材ユニットを示す。図10、図11は、図4のトンネル覆工構造において、トンネル軸方向に延長するせん断補強鉄筋を配置した状態を示す縦断正面図と、縦断側面図である。
【0016】
本発明において、鋼製セグメント2は、単体で本設トンネルの覆工体とするのではなく、トンネル掘進時では仮設用覆工体であり、後工程でウェブ部材を介して内側弦材ユニット(フランジ材)13と組み合わされることによって、この鋼製セグメント2と内側弦材ユニット13が相俟って本設トンネルの覆工体が構築される。
【0017】
以下順に説明する。まず図8(a)および(b)に、本実施形態に使用される鋼製セグメント2の第1例を示す。この鋼製セグメント2は、帯状厚板からなる鋼板製梁主材(主桁)1を備え、トンネル軸方向に直角な方向(左右方向)に延長するように配置される複数(図示の場合は4枚)の前記鋼板製梁主材1がトンネル軸方向(前後方向)に間隔を置いて複数枚平行に配置される。
【0018】
前記トンネル軸方向の前部および後部の鋼板製梁主材1の板厚は、中間部に位置する鋼板製梁主材1の板厚よりも薄い板厚の鋼板が用いられ、前記各鋼板製梁主材1のトンネル地山11側に位置する上端面(図8aの上側部分)が同一平面状(図示の場合)または同一円弧状に位置するように配置され、かつその部分に、鋼製スキンプレート4が当接されて溶接により前記鋼製梁主材1に固定されている。
【0019】
トンネル軸方向に隣り合う前記鋼板製梁主材1の間に、トンネル軸方向に延長するように、多数の補強部材(縦リブ)3が前記鋼板製梁主材1の長手方向に間隔をおいて平行に配置される。補強部材(縦リブ)3は、断面L字状の一対の短尺鋼板部材3aにおける横板3bの先端縁相互が当接されるように配置されて断面U字状に形成される。
【0020】
前記鋼板製補強部材3は、前記トンネル軸方向に延長するように形成されると共に、その前端部および後端部並びに、上端部が鋼製スキンプレート4および前記鋼板製梁主材1に当接されて溶接等により一体に固定される。また、鋼板製梁主材1を介してトンネル軸方向に隣り合う鋼板製補強部材3は、トンネル軸方向の部材中心線が同一になるように直列に配置されている。
【0021】
前記鋼板製補強部材(縦リブ)3は、トンネル掘進機のジャッキ反力を鋼板製梁主材1が受けるときに、U字状断面になっているので、大きなジャッキ反力を受けても、座屈することなく後方の鋼製セグメント(またはこれらが連結して構成された後記の仮設支保工)に確実に伝達することができる。また、鋼板製梁主材1の高さに接近した高さに形成されているので、トンネル掘進機のジャッキ反力を受けても、偏心荷重となることなく、後部側の鋼製セグメント2に伝達することができる。
【0022】
前記複数の鋼板製梁主材1と鋼板製補強部材3により格子状の枠材が構成され、また、鋼板製梁主材(主桁)1の地山側面と断面U字状の補強部材(縦リブ)3の地山側面とは同一平面状に配置され、これらの端面に渡って、鋼製スキンプレート4が配置されると共に、連続した溶接により固定されて一体に構成されて、鋼製セグメント2が形成されている。
【0023】
鋼板製梁主材1の左右両端部には、上下方向に間隔を置くと共に左右方向に間隔を置いてトンネル軸方向に延長するような軸線を有する多数のボルト挿通用透孔5が設けられる。また、鋼板製梁主桁1の長手方向(左右方向)の両端部側面には、前後方向に隣り合う鋼板製梁主桁1の側面間に渡って、端板35が前記補強部材3と平行に配置されて、溶接により固定され、前記端板35にはトンネル軸方向に間隔を置いて複数(図示の場合は2つ)のボルト挿通用透孔が設けられている。
【0024】
前記端板35の一側面と鋼板製梁主材1の端面とは同一垂直面上に位置するように配置され、前記端板35と鋼板製梁主材1の端面には、水膨潤性止水材が貼り付けられるか、または、凹部が形成されて止水材の一部が嵌合された状態で取り付けられる(図示を省略した)。
【0025】
前記鋼製セグメント2における前後両端側の鋼板製梁主材1の上部には、左右方向(鋼板製梁主材1の長手方向)に間隔をおいて複数のボルト挿通用透孔6が設けられ、前記ボルト挿通用透孔6は、トンネル軸方向に隣り合う鋼製セグメント2をボルト9により連結するために設けられ、前記ボルト挿通用透孔5を利用して、鋼製セグメント2をトンネル周方向に多数連結して環状の外側弦材1Aを構築し、トンネル軸方向に隣り合う前記外側弦材1A相互を連結することができる。
【0026】
また、鋼板製梁主材1の下部(トンネル内側)には、左右方向に間隔をおいて複数の鋼製ガセットプレート7が、前記鋼板製梁主材1の板厚内において配置され、トンネル軸方向中間部の鋼板製梁主材1に対しては、その板厚の中央部にガセットプレート7の基端部が溶接により固着されている。
【0027】
前記鋼板製梁主材1の外側面と前記鋼製ガセットプレート7の側面は、トンネル軸方向前端側および後端側の鋼板製梁主材1に対しては、同一平面状に位置するように配設され、そのガセットプレート7の基部側が溶接により前記鋼板製梁主材1に取り付けられる。また、前記ガセットプレート7の左右両側には、上下方向に傾斜した中心線状において、間隔を置くと共に、前後方向の軸線を有するボルト挿通用透孔23が複数設けられている。
【0028】
前記複数の鋼板製梁主材1とスキンプレート4と補強部材3等とにより、鋼板製梁主材1を有する1ユニットの鋼製セグメント2が構成されている。
【0029】
次に図1〜図3および、図4〜図7によって、トンネル掘進時、前記前記鋼製セグメント2が、仮設用覆工体となり、後工程で、ウェブ部材を介して、内側弦材ユニット13(フランジ材、詳細は後述)と組み合わされて本設トンネルの覆工体となる工程を説明する。
【0030】
前記鋼製セグメント2は、図1〜図3に示すように、トンネル軸方向に直角なトンネル掘削断面形状に沿って、多数直列に配置されると共に、前記鋼板製梁主材1が直列に直線状に配置され、隣り合う鋼板製梁主材1の端部の前面側および後面側に渡って、多数のボルト挿通用透孔を有すると共に長手方向中央の一側部に端板挿通用凹部37を有する2枚の厚板からなる連結用鋼板8が重合するように配置される。
【0031】
また、前記鋼板製梁主材1の透孔と前記2枚の連結用鋼板8の透孔に渡って挿通配置された高張力ボルト9およびこれに螺合されたナットにより、前記各連結用鋼板8および鋼板製梁主材1が緊締されている。
【0032】
また、トンネル軸方向に直角な方向において隣り合う鋼製セグメント2における端板35相互が重合され、必要に応じて止水材が介在された状態で、前記端板35の透孔に挿通されたボルト36およびこれに螺合されたナットにより緊締される。また、鋼製セグメント2の連結したトンネル軸方向に直角な方向に延長するように連続した外側弦材1Aを備えた矩形環状の仮設支保工10が形成される。
【0033】
また、トンネル上部側に配置される鋼製セグメント2とトンネル下部側に配置される鋼製セグメント2とは、必要に応じ図1に示すようにトンネル軸方向におよびこれに直角な方向に間隔をおいて支柱12が立設され、トンネルの崩落を防ぐための支保工10が構成されている。
【0034】
また、鋼製セグメント2をトンネル軸方向に多数直列または千鳥状に配置されて構成された仮設支保工10がトンネル軸方向に直列に配置され、かつ前記鋼板製補強部材3がトンネル軸方向に一直線状に配置されると共に、前記鋼板製梁主材1が間隔を置いて平行に配置されている。
【0035】
トンネル軸方向に隣り合う前記仮設支保工10相互は、前部に位置する仮設支保工10における後端側の鋼板製梁主材1のボルト挿通用透孔6と、後部に位置する仮設支保工10における前端側の鋼板製梁主材1のボルト挿通用透孔6とに渡って挿通される緊締用ボルト23および、これに螺合されたナットにより緊締されて、トンネル内周面全面を覆うように連続した仮設支保工10が形成されている。
【0036】
なお、矩形断面のトンネル隅部においては、適宜L型の鋼製セグメント2を配置するようにすればよい。このようにトンネル断面に沿って組立てられた状態においては、仮設支保工10は閉鎖断面状態の鋼殻状態になっているので、地山に対して大きな支持力を発揮することができる。
【0037】
次に図9を参照して、前記仮設支保工10の内側に配置される鋼製内側梁材を備えた内側弦材ユニット13の構成を説明する。内側弦材ユニット13は、内側梁材14と表面板15と端部継手板16および、ガセットプレート18により構成されている。
【0038】
更に説明すると、図9(a)、(b)に示すように、内側弦材ユニット(請求項ではフランジ部材という)13は、複数(図示の場合は4枚)の厚板鋼板からなる内側梁材14を備える。内側梁材14は、トンネル軸方向に直角な方向(左右方向)に延長するように配置されると共に、縦向きに配置されたトンネル軸方向(前後方向)に間隔を置いて平行に縦向きに配置される。
【0039】
前記内側梁材14の下面(トンネル内面側)は、トンネル内壁面を形成するための表面仕上げ材および構造材を兼ねる厚鋼板からなる平坦な表面板15上に配置されて、連続した溶接等により一体に固定されている。また前記内側梁材14の前後方向の間隔は、前記地山11側(外側)に配置される鋼製セグメント2における鋼板製梁主材1の前後方向の間隔と同じ間隔に配設されている。
【0040】
前記内側梁材14の左右両端部には、当該、内側梁材14の梁高と同じ高さになるように鋼板製端部継手板16がトンネル軸方向に延長するように配置され、内側梁材14の端部および表面板15の端部に直角に当接されて、これらは、隅肉溶接または全溶け込み溶接等により一体に固着されている。前記端部継手板16には、上下方向に間隔を置くと共にトンネル軸方向に間隔をおいて多数のボルト挿通用透孔17が設けられている。
【0041】
前記内側弦材ユニット13における前後方向中間部および前後両端側の内側梁材14の上部(トンネル地山側)には、左右方向(内側梁材14の長手方向)に間隔をおいて複数の鋼製ガセットプレート18が配置され、トンネル軸方向の前後両端側に配置される鋼製ガセットプレート18の一側面と内側梁主材14の外側面とは、同一平面状に配置された状態で、ガセットプレート18の基部側が溶接により前記内側梁主材14に取り付けられる。
【0042】
前記各ガセットプレート18の左右両側には、上下方向に傾斜した状態の中心線上で間隔を置くと共に、前後方向の軸線を有するボルト挿通用透孔19が複数設けられ、かつ、前記鋼製ガセットプレート18が前記鋼製セグメント2における左右方向に隣り合うガセットプレート7の中間部に位置するように取り付けられている。
【0043】
図1〜図7を参照して、覆工工程を説明すると、内側弦材ユニット13及び支柱12が仮設された状態(図1)で、図2および図4〜図7に示すように、鋼製セグメント2における鋼板製梁主材1に取り付けられている各ガセットプレート7の表裏両側に等辺山形鋼からなる斜材33が当接され、これらの透孔に渡って挿通されたボルト36およびこれに螺合されたナットにより、前記斜材33の上部は前記鋼板製梁主材1に固定されている。
【0044】
次に、各斜材33の下部が内側弦材ユニット13における各鋼製ガセットプレート18の表裏両面に配置され、鋼製ガセットプレート18と斜材33の透孔に渡って挿通されたボルト37および、これに螺合されたナットにより両部材が緊締されて強固に一体化されている。前記斜材33は、鋼板製主桁1または内側梁主材14に対して60度に傾斜された状態で配置結合されて、正三角形のトラス構造となるように配設されている。
【0045】
このようにしてトンネル周方向に内側弦材ユニット13が直列に配置され、また、トンネル周方向に隣り合う内側弦材ユニット13相互には、図6および図7に示すように、鋼製端部継手板16が相互が重合するように当接されて、各端部継手板16に設けられた透孔に渡って挿通されたボルト38にナットが螺合緊締されて、トンネル周方向に隣り合う端部継手板16相互は強固に連結、結合されて、内側弦材13Aが構成されている。
【0046】
またトンネル軸方向には、鋼製内側弦材ユニット13における端部の内側梁材14相互が当接されている。図2に示すように外側弦材1Aと内側弦材13Aとこれらにボルト結合された多数の斜材33とからなるトラス構造が形成されている。なお、トンネル軸方向に隣り合う前部側鋼製内側弦材ユニット13における後端の内側梁材14と後部側鋼製内側弦材ユニット13における前端の内側梁材14相互を当接して、これらに透孔を設けてボルトにより、一体に結合してもよい。
【0047】
次に図3、図4、図6に示すように、前記鋼製内側弦材13Aと外側弦材1Aとの間の空間に表面板15に設けられたコンクリート挿入部(図示を省略した)からコンクリート30が充填され、鋼製外側弦材1Aと、鋼製内側弦材13Aと、硬化したコンクリート30とが一体化された3重構造の複合したトンネル覆工構造になっている。しかもコンクリート30は、鋼製外側弦材1Aと鋼製内側弦材13Aとの間および多数の斜材33により、その変形が拘束された状態で配置されているので、せん断剛性の高いトンネル覆工構造とすることができる。
【0048】
[トンネル覆工施工手順]次に、本発明のトンネル覆工構造を築造施工する手順について、図1〜図7を参照して説明する。
【0049】
まず、シールド掘進機または適宜の掘削装置により、トンネル断面が長方形等の矩形状に掘進され、掘進機後部側の掘進機内において、図1に示すように前記地山11側に配置される外側鋼製セグメント2が順次組立てられて仮設支保工10が形成され、これを本設用のトンネル覆工構造の構造材として兼用利用するために、外側鋼製セグメント2における鋼板製梁主材1に、断面L字状の等辺山形鋼からなる斜材33の上部が、前記上部鋼製ガセットプレート7の両側に配置される。
【0050】
また、前記部材の透孔にボルト36が挿通され、これに螺合されたナットにより仮固定されて、斜材33が鋼製セグメント2に取り付けられ、この状態で、前記内側弦材ユニット13は、上部鋼製セグメント2に間隔を置いて平行に対向するように配置され、かつ、内側弦材ユニット13における前記ガセットプレート18が、前記斜材33間に配置され、前記ガセットプレート18の透孔と前記斜材33の下部透孔に渡って挿通されたボルト37およびこれに螺合されたナットにより緊締され、さらに、前記仮固定状態の斜材33および上部鋼製セグメント2におけるガセットプレート7とを仮固定しているボルト36が強く緊締されて強固に一体に固定される。
【0051】
なお、鋼製斜材33は、予めまたは適宜の時期に、鋼板製梁主材1に取り付けても良い。また、内側弦材ユニット13が取り付けられた後においては、上部側では内側弦材ユニット13を足場として、隣接する斜材33を容易に取り付けることができると共に、鋼製セグメント2の位置調整を容易に行うことができる。
【0052】
この状態の外側弦材1Aの上部鋼製セグメント2における鋼板製梁主材1と、内側弦材ユニット13における内側梁材14とは、斜材33により間隔を置いて平行な状態で結合されてトラス構造になっており、曲げ剛性の大きな合成梁材になり、このような合成梁材がトンネル軸方向に、比較的短い間隔で平行に配設されている。
【0053】
この状態のトンネル内部の表面材側から流動状態のコンクリートト30が充填されて硬化され、外側弦材1Aと内側弦材13Aと硬化したコンクリート30とが一体に合成化した鋼・コンクリートの合成構造のトンネル覆工が築造される。
【0054】
また内側梁材14には表面板15が設けられているので、この表面板15がトンネル内の上部側に配置された場合には、外側弦材1Aと内側梁材14の間に流動状態のコンクリート30を充填する時のコンクリート30の荷重を支承する部材および型枠の作用を果たすことができる。
【0055】
また表面材15がトンネル内の下面側に配置された場合には、トンネル内面側のコンクリート30を、この形状にそって充填させることができ、外側弦材1Aがトンネルの下側に配置された場合には、曲げ剛性が大きく、しかも引張縁側に配置されるので、トンネル内を走行するトラック等の大荷重が作用してもこれを確実に支承することができる。
【0056】
なお、前記の場合、図10に示すように、外側弦材1Aと内側梁材14の間において、トンネル軸方向に延長するように配置すると共に、トンネル軸方向に直角な方向に間隔をおいて複数のせん断補強鉄筋34を配置すれば、トンネル軸方向に隣り合う鋼製セグメント2または内側梁材14の一体化を高めることができ、合成構造のトンネル覆工構造のせん断剛性を高めることができる。また、前記仮設用支柱12における本設用の支柱または支持壁として利用する以外の仮設用支柱12は撤去し、本設用の支柱として使用するものは、これに適宜配筋およびコンクリ−ト等の耐火被覆39(図2,3参照)を行う。
【0057】
なお、前記外側弦材1Aの中間部を支持している支柱12は、トンネル軸方向に隣り合う鋼板製梁主材1間に配置するようにした場合には、内側弦材ユニット13Aにおける表面板15に、トンネル周方向の端部側に部分的に開口部を設けるようにしてもよく、また前記支柱12を内側弦材ユニット13の内側に配設するときには、内側(トンネル内空側)に位置するように置き換えても良い。
【0058】
さらに図10に示すように、トンネル長手方向に延長するようにせん断補強鉄筋34を配置した場合には、トンネル軸方向に隣り合う鋼製支保工10および鋼製内側弦材13A並びにこれらの複合構造のトンネル軸方向に直角な方向のせん断耐力を飛躍的に高めることができ、したがって、地震時のトンネル覆工のせん断剛性および曲げ剛性および曲げ耐力を高めることができる。
【0059】
本発明を実施する場合、鋼板製梁主材1を円弧状に形成して円弧状鋼製セグメント2とすると共に、内側梁材14を円弧状に形成して円弧状弦材ユニット13とすると円形断面等のトンネル覆工構造とすることができる。
【0060】
【発明の効果】
本発明に係るシールドトンネル覆工方法と覆工構造によると、鋼製セグメントをトンネル掘進時の仮設用覆工体として使用すると共に、前記鋼製セグメントにウェブ材および、当該ウェブ材により連結されるフランジ材を付加することによって本設トンネルの覆工体を構築するので、トンネル断面が大型化し、それに伴って、仮設時に一次覆工として機能する鋼製セグメントが大型化しても、当該鋼製セグメント重量や、嵩高を可及的に小さく抑えることができ、施工性も向上する。したがって、従来のように、トンネル断面の大型化によりセグメント重量の増大を招き、輸送性、搬送性、施工性する等の問題を円滑に解決できる。しかも、鋼製セグメントにフランジ材が付加されて本設トンネルが構築されたときは、その本設トンネル覆工構造は、剛性が大きく合理的なトンネル覆工構造となる。
【0061】
さらに、鋼製セグメントとフランジ部材を結合するウェブ部材を斜材とし、また、覆工構造を鋼−コンクリート合成構造等とすることで、前記の効果が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るトンネル覆工方法により、外側弦材を組立てると共に、支柱を配置した状態を示す一部縦断正面図である。
【図2】本発明の一実施形態に係るトンネル覆工方法により、外側弦材の内側に内側弦材を組立てた状態示す一部縦断正面図である。
【図3】本発明の一実施形態に係るトンネル覆工方法により、外側弦材の内側に内側弦材を組立てると共に、コンクリートを打設して合成覆工構造としたトンネル覆工構造を示す一部縦断正面図である。
【図4】図3の上部の外側弦材と内側弦材の中間部を拡大して示す一部縦断正面図である。
【図5】図4のA−A線断面図である。
【図6】図3の上部の外側弦材と内側弦材の継ぎ目部を拡大して示す一部縦断正面図である。
【図7】図6のB−B線断面図である。
【図8】鋼製セグメントを示すものであって、(a)は一部縦断正面図であり、(b)はそのC−C線断面図である。
【図9】内側弦材ユニットを示すものであって、(a)は一部縦断正面図であり、(b)はそのD−D線断面図である。
【図10】図4のトンネル覆工構造にトンネル軸方向に延長するせん断補強鉄筋を配置した状態を示す縦断正面図である。
【図11】図10の縦断側面図である。
【符号の説明】
1 鋼板製梁主材
1A 外側弦材
2 鋼製セグメント
3 補強部材
4 スキンプレート
5 ボルト挿通用透孔
6 ボルト挿通用透孔
7 ガセットプレート
8 連結用鋼板
9 高張力ボルト
10 仮設支保工
11 地山
12 仮設支柱
13 内側弦材ユニット
13A 内側弦材
14 内側梁材
15 表面板
16 鋼板製端部梁材
17 ボルト挿通用透孔
18 鋼製ガセットプレート
19 ボルト挿通用透孔
20 鋼製セグメント
21 仮設支保工
22 スターラップ筋
23 ボルト
24 鋼板製主桁
25 補強リブ
26 スキンプレート
27 外側主鉄筋
28 内側主鉄筋
29 脚部
30 コンクリ−ト
31 一次覆工
32 二次覆工
33 斜材
34 せん断補強鉄筋
35 端板
36 ボルト
37 端板挿通用凹部
38 ボルト
39 耐火被覆
40 鋼板セグメント
41 スキンプレート
42 内空側鋼板
43 側板
44 主桁
45 係止板
46 鉄筋外れ防止板
47 ガセットプレート
48 係止溝
49 せん断補強筋[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tunnel lining method and its lining structure.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the shield method, mainly as a primary lining structure that resists soil water pressure, a steel segment or synthetic segment is assembled in the form of a ring at the site, and the purpose of corrosion prevention, fire prevention, water stoppage, aesthetics, etc. For this reason, tunnel lining structures were constructed by applying secondary lining with cast-in-place concrete as needed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The shield method has been applied to various tunnels due to advances in design and construction techniques, and tunnels with various cross-sectional shapes and large cross-sections have been constructed. However, as the cross section of the tunnel increases in size and the cross-sectional shape becomes more complex, the cross-sectional force acting on the tunnel lining increases, leading to an increase in the size and weight of the segment that constructs the primary lining structure of the tunnel. Problems such as a decrease in transportability and workability, an increase in the size of heavy machinery, and an associated increase in construction costs are problems.
[0004]
In particular, in the case of the conventional construction method, it is necessary to provide a new secondary lining for surface finishing after the primary lining is constructed with steel segments or synthetic segments. Thus, there are problems that the construction becomes complicated, the construction period becomes long, and the construction cost becomes high.
[0005]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and even if the tunnel is enlarged and complicated, the segment which is the main element of the tunnel lining structure is not enlarged, complicated, and workability is improved. It is an object to provide a tunnel lining method that can be improved and a tunnel lining structure.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
[0007]
A first invention is a shield tunnel lining method in which segments are constructed and constructed on the inner surface of a lining, and a large number of steel segments are arranged in series along a tunnel excavation cross-sectional shape during tunnel excavation, and a temporary lining body As a flange material is added to the inner side of the tunnel, and the steel segment and the flange material are connected by a web material. Steel structure It is characterized by constructing the lining body of the main tunnel.
[0008]
The second invention is characterized by a shield tunnel lining structure constructed by carrying out the shield tunnel lining method of the first invention.
[0009]
According to a third invention, in the shield tunnel lining structure of the second invention, a steel temporary segment used as a part of the lining structure of the permanent tunnel is characterized.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the lining body of the permanent tunnel has a truss structure, and the steel segment and the flange material that also serve as the temporary portion are covered with the chord material. Features a construction structure.
[0011]
In a fifth invention, the lining body of the permanent tunnel in the first or second invention is a steel-concrete composite structure, the steel segment and the flange material are configured as main reinforcing steel materials, and the web material is a shear main material. Characterized by the lining structure of a permanent tunnel constructed as a reinforced steel material.
[0012]
The sixth invention is characterized by a shield tunnel lining structure in which the compression main reinforcing steel members of the steel-concrete composite structure of the lining body of the permanent tunnel according to the fifth invention are connected by bearing support.
[0013]
According to the present invention, the construction is a temporary lining body at the time of construction, and after the construction is completed, the steel segment constituting the permanent tunnel lining body in combination with the flange material, and the flange By combining with the material, even when constructing the lining structure of a large section tunnel, the size of the segment can be kept as low as possible, the structure can be simplified, and the workability can be improved. In addition, the composite structure of the segments further improves the strength, the lining body has a truss structure, and the flange material and web material are made of the main reinforcing steel material. Can be strong.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 1 to 3 show a step of performing the tunnel lining method while connecting the steel segment shown in FIG. 8 and the inner chord unit shown in FIG. 9 (referred to as a flange material in the claims) with a web member. FIG. 1 is a partially longitudinal front view, and FIG. 1 shows a state in which an outer chord member (skin plate of a segment) is assembled and struts are arranged. 2 shows a state in which the inner chord material is assembled inside the outer chord material, and FIG. 3 shows a state in which the inner chord material is assembled inside the outer chord material and concrete is placed to form a composite lining structure. Show.
[0015]
4-7 is an expanded sectional view of each part of the synthetic lining structure shown in FIG. 8 and 9 show a steel segment and an inner chord material unit used in the synthetic lining structure. 10 and 11 are a longitudinal sectional front view and a longitudinal sectional side view showing a state in which shear reinforcing bars extending in the tunnel axis direction are arranged in the tunnel lining structure of FIG.
[0016]
In the present invention, the
[0017]
This will be described in order below. First, FIGS. 8A and 8B show a first example of the
[0018]
The plate thickness of the steel beam
[0019]
A large number of reinforcing members (vertical ribs) 3 are arranged in parallel in the longitudinal direction of the steel plate beam
[0020]
The steel
[0021]
The steel plate reinforcing member (vertical rib) 3 has a U-shaped cross section when the steel beam
[0022]
The plurality of steel plate beam
[0023]
A large number of bolt insertion through
[0024]
One side surface of the
[0025]
A plurality of through
[0026]
A plurality of
[0027]
The outer surface of the steel beam
[0028]
The plurality of steel plate
[0029]
Next, according to FIGS. 1 to 3 and FIGS. 4 to 7, the
[0030]
As shown in FIGS. 1 to 3, the
[0031]
Further, the connecting
[0032]
In addition, the
[0033]
Further, the
[0034]
In addition, a
[0035]
The
[0036]
In addition, what is necessary is just to arrange | position the L-shaped
[0037]
Next, with reference to FIG. 9, the structure of the inner side
[0038]
More specifically, as shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), the inner chord material unit (referred to as a flange member in the claims) 13 includes an inner beam made of a plurality of (in the illustrated case, four) thick steel plates. A
[0039]
The lower surface (tunnel inner surface side) of the
[0040]
At both left and right ends of the
[0041]
In the
[0042]
On both the left and right sides of each
[0043]
The lining process will be described with reference to FIGS. 1 to 7. In the state where the inner
[0044]
Next, the lower portion of each
[0045]
In this way, the inner
[0046]
Further, the
[0047]
Next, as shown in FIGS. 3, 4, and 6, from a concrete insertion portion (not shown) provided on the
[0048]
[Tunnel lining construction procedure] Next, a procedure for constructing and constructing the tunnel lining structure of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0049]
First, the outer cross section of the tunnel is dug into a rectangular shape such as a rectangle by a shield machine or an appropriate excavator, and is arranged on the ground 11 side as shown in FIG. 1 in the machine on the rear side of the machine. The
[0050]
Further, a
[0051]
The steel
[0052]
In this state, the steel beam
[0053]
A composite structure of steel and concrete in which the fluidized concrete 30 is filled and hardened from the surface material side inside the tunnel in this state, and the
[0054]
Further, since the
[0055]
When the
[0056]
In this case, as shown in FIG. 10, the
[0057]
In addition, the support |
[0058]
Further, as shown in FIG. 10, when the
[0059]
When carrying out the present invention, when the steel beam
[0060]
【The invention's effect】
According to the shield tunnel lining method and the lining structure according to the present invention, the steel segment is used as a temporary lining body during tunnel excavation, and is connected to the steel segment by the web material and the web material. Since the lining body of the main tunnel is constructed by adding the flange material, even if the tunnel section becomes larger and the steel segment that functions as the primary lining during temporary installation becomes larger, the steel segment Weight and bulkiness can be suppressed as small as possible, and workability is improved. Therefore, as in the prior art, the increase in the segment weight is caused by the enlargement of the cross section of the tunnel, and problems such as transportability, transportability, and workability can be solved smoothly. Moreover, when a permanent tunnel is constructed by adding a flange material to a steel segment, the permanent tunnel lining structure has a high rigidity and a reasonable tunnel lining structure.
[0061]
Furthermore, the web member that joins the steel segment and the flange member is an oblique material, and the lining structure is a steel-concrete composite structure, etc. effect Is further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially longitudinal front view showing a state in which an outer chord material is assembled and struts are arranged by a tunnel lining method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially longitudinal front view showing a state in which an inner chord member is assembled inside an outer chord member by a tunnel lining method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows a tunnel lining structure in which a composite lining structure is formed by assembling an inner chord material inside an outer chord material and placing concrete on the inner side of the outer chord material by a tunnel lining method according to an embodiment of the present invention. FIG.
4 is a partially longitudinal front view showing an enlarged middle portion between an outer chord member and an inner chord member in the upper part of FIG. 3;
5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
6 is a partially longitudinal front view showing, in an enlarged manner, a joint portion between the outer chord member and the inner chord member in the upper part of FIG. 3;
7 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
8A and 8B show a steel segment, in which FIG. 8A is a partially longitudinal front view, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line C-C.
FIGS. 9A and 9B show an inner chord material unit, in which FIG. 9A is a partially longitudinal front view, and FIG. 9B is a sectional view taken along the line DD of FIG.
10 is a longitudinal sectional front view showing a state in which a shear reinforcement bar extending in the tunnel axis direction is arranged in the tunnel lining structure of FIG. 4; FIG.
11 is a longitudinal side view of FIG.
[Explanation of symbols]
1 Steel plate main material
1A Outer chord material
2 Steel segment
3 Reinforcing members
4 Skin plate
5 Bolt insertion hole
6 Bolt insertion hole
7 Gusset plate
8 Steel plate for connection
9 High tension bolt
10 Temporary support work
11
12 Temporary strut
13 Inner string unit
13A Inner string material
14 Inner beam material
15 Surface plate
16 Steel end beam
17 Bolt insertion hole
18 Steel gusset plate
19 Bolt insertion hole
20 Steel segment
21 Temporary support
22 Stirrup muscle
23 volts
24 Steel main girder
25 Reinforcement rib
26 Skin plate
27 Outer main reinforcement
28 Inner main reinforcement
29 Legs
30 concrete
31 Primary lining
32 Secondary lining
33 diagonal
34 Shear reinforcement bar
35 End plate
36 volts
37 End plate insertion recess
38 volts
39 Fireproof coating
40 Steel sheet segment
41 skin plate
42 Inside steel plate
43 Side plate
44 Main digit
45 Locking plate
46 Rebar detachment prevention plate
47 Gusset plate
48 Locking groove
49 Shear reinforcement
Claims (6)
鋼製セグメントをトンネル掘進時にトンネル掘削断面形状に沿って多数直列に配置して仮設用覆工体として使用すると共に、トンネル内空側にフランジ材を付加し、前記鋼製セグメントと前記フランジ材がウェブ材により連結されることによって鋼構造の本設トンネルの覆工体を構築することを特徴とするシールドトンネル覆工方法。In the shield tunnel lining method that constructs and constructs the segment on the lining inner surface,
A large number of steel segments are arranged in series along the tunnel excavation cross-sectional shape during tunnel excavation and used as a temporary lining body, and a flange material is added to the inner side of the tunnel, and the steel segment and the flange material are A shield tunnel lining method characterized in that a lining body for a steel structure permanent tunnel is constructed by being connected by a web material.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103758532A (en) * | 2014-01-28 | 2014-04-30 | 华南理工大学 | Short-term driving reinforcing method for metro shield tunnel pipe piece joint |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4627209B2 (en) * | 2005-03-31 | 2011-02-09 | 鹿島建設株式会社 | Tunnel joining method |
JP2007016506A (en) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Taisei Corp | Lining method of tunnel |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06173599A (en) * | 1992-12-11 | 1994-06-21 | Takenaka Komuten Co Ltd | Composite structural segment for rectangular shield with large section |
JPH11193697A (en) * | 1997-12-26 | 1999-07-21 | Taisei Corp | Steel segment reinforcing method |
JPH11200793A (en) * | 1998-01-20 | 1999-07-27 | Kajima Corp | Shield tunnel and lining method thereof |
JPH11350898A (en) * | 1998-06-11 | 1999-12-21 | Kajima Corp | Underground structure and construction method therefor |
JP2000073686A (en) * | 1998-08-31 | 2000-03-07 | Kajima Corp | Construction of tunnel in large-sized section |
JP2000073695A (en) * | 1998-08-28 | 2000-03-07 | Daiho Constr Co Ltd | Lining method for shield tunnel in large-sized section, and concrete form structuring member for constructing tunnel lining body |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3482456B2 (en) * | 1994-09-14 | 2003-12-22 | 株式会社竹中土木 | Composite segment joints subjected to positive bending moment |
-
2000
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06173599A (en) * | 1992-12-11 | 1994-06-21 | Takenaka Komuten Co Ltd | Composite structural segment for rectangular shield with large section |
JPH11193697A (en) * | 1997-12-26 | 1999-07-21 | Taisei Corp | Steel segment reinforcing method |
JPH11200793A (en) * | 1998-01-20 | 1999-07-27 | Kajima Corp | Shield tunnel and lining method thereof |
JPH11350898A (en) * | 1998-06-11 | 1999-12-21 | Kajima Corp | Underground structure and construction method therefor |
JP2000073695A (en) * | 1998-08-28 | 2000-03-07 | Daiho Constr Co Ltd | Lining method for shield tunnel in large-sized section, and concrete form structuring member for constructing tunnel lining body |
JP2000073686A (en) * | 1998-08-31 | 2000-03-07 | Kajima Corp | Construction of tunnel in large-sized section |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103758532A (en) * | 2014-01-28 | 2014-04-30 | 华南理工大学 | Short-term driving reinforcing method for metro shield tunnel pipe piece joint |
CN103758532B (en) * | 2014-01-28 | 2016-01-06 | 华南理工大学 | A kind of short-term active enforcement method of metro shield tunnel pipe piece joint |
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